如何在PCB設(shè)計(jì)中最大化EMC的合規(guī)性

什么是EMC合規(guī)性

作為PCB設(shè)計(jì)師，您一定會(huì)遇到EMC一詞。這意味著電磁兼容性，這在PCB設(shè)計(jì)中是一個(gè)重要的詞。EMC表示您的PCB在受到電磁干擾時(shí)的穩(wěn)定性。EMC還指出，PCB本身不應(yīng)成為干擾源。

除非您制作了一個(gè)業(yè)余愛(ài)好套件，否則您將需要PCB兼容EMC。想象一下，當(dāng)您打個(gè)電話時(shí)，洗衣機(jī)的行為異常，或者微波爐使IoT設(shè)備發(fā)狂。像那些卡通噩夢(mèng)中的一個(gè)一樣，只是它的出乎意料的設(shè)計(jì)忽略使它成為現(xiàn)實(shí)。

好的，也許是智能家居因受到干擾而變得有點(diǎn)夸張，但事實(shí)是PCB上的某些元件因產(chǎn)生電磁噪聲而臭名昭著。同樣不正確的是，如果您不遵守最佳做法，您的PCB可能會(huì)吸收電噪聲。

至關(guān)重要的是，在批量生產(chǎn)之前，您的PCB必須通過(guò)公認(rèn)實(shí)驗(yàn)室的EMC兼容性測(cè)試。在大多數(shù)國(guó)家/地區(qū)為消費(fèi)，醫(yī)療，汽車，航空，軍事和其他關(guān)鍵行業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，這是必需的。為了確保其成功，需要在電路板投入生產(chǎn)之前進(jìn)行EMC符合性設(shè)計(jì)。

PCB設(shè)計(jì)中EMC不合規(guī)的主要原因

當(dāng)涉及到EMC合規(guī)性時(shí)，假定僅關(guān)注高速PCB設(shè)計(jì)是一個(gè)錯(cuò)誤。幾年前，我曾設(shè)計(jì)過(guò)一種工業(yè)空氣干燥機(jī)，在產(chǎn)品進(jìn)入歐洲市場(chǎng)之前需要對(duì)其進(jìn)行EMC測(cè)試。

那是一個(gè)簡(jiǎn)單的低速控制器，令我震驚的是最初的測(cè)試失敗了。事實(shí)證明，外部開(kāi)關(guān)電源一直在給電路引入噪聲，而我忽略了對(duì)輸入的直流電源進(jìn)行濾波。我全數(shù)信任第三方供應(yīng)商所付出的價(jià)格？昂貴的重新設(shè)計(jì)，測(cè)試費(fèi)用和生產(chǎn)延遲。

但是，開(kāi)關(guān)電源不僅是EMC合規(guī)性問(wèn)題的原因。時(shí)鐘信號(hào)，尤其是高速時(shí)鐘信號(hào)因輻射電磁場(chǎng)而臭名昭著。同樣適用于高速傳輸變化數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)。

如果您使用的是模擬信號(hào)，請(qǐng)準(zhǔn)備好處理信號(hào)完整性問(wèn)題，因?yàn)樗鼈兒苋菀资艿礁蓴_源的影響。與數(shù)字信號(hào)不同，在處理模擬信號(hào)值時(shí)幾乎沒(méi)有誤差。

PCB設(shè)計(jì)技巧，可最大限度地提高EMC兼容性

您將需要在PCB設(shè)計(jì)中認(rèn)真遵守EMC法規(guī)。這不僅關(guān)乎通過(guò)測(cè)試，而且關(guān)乎確保產(chǎn)品本身的安全性和可靠性。因此，這里有一些技巧可以增加您遵守EMC的機(jī)會(huì)。

1.保持高速信號(hào)走線短

在PCB上傳輸高速信號(hào)是EMC災(zāi)難的良方，尤其是在數(shù)百Mhz甚至更高的范圍內(nèi)時(shí)。保持簡(jiǎn)短，可以防止PCB變成電磁噪聲源。

2.分開(kāi)的高速信號(hào)和I / O

高速信號(hào)和I / O連接是不好的鄰居。您需要將它們分開(kāi)，以防止電氣噪聲相互耦合。另外，請(qǐng)注意在I / O連接器或組件下方布線高速走線。

3.注意電流返回路徑

僅僅因?yàn)殡娐吩谠韴D上看起來(lái)正確，并不意味著它會(huì)在PCB上準(zhǔn)確地表現(xiàn)出來(lái)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電流路徑至關(guān)重要。您需要對(duì)敏感信號(hào)的返回路徑有所了解，并確保它不會(huì)干擾相鄰組件。

4.確保電源已過(guò)濾

嘈雜的電源會(huì)干擾PCB的整個(gè)操作。無(wú)論使用外部開(kāi)關(guān)電源還是板載穩(wěn)壓器，都需要安裝濾波器。

5.使用地平面來(lái)包含高速信號(hào)

接地層是防止電磁噪聲進(jìn)入PCB或PCB的重要緩沖。您可以將高速時(shí)鐘信號(hào)用接地層環(huán)繞，也可以將它們夾在多層設(shè)計(jì)中。